Veranstaltungsnummer: 02SE438
- Charakterisierung von Zufallsschwingungen im Zeit- und Frequenzbereich
- Schwingungsverhalten linearer Systeme bei stationärer Breitband-
anregung - Auto- und Kreuzkorrelation mit Zufallsschwingungen
Das Seminar gibt einen Einblick in das praktische Arbeiten mit regellosen Prozessen und deren praktische Anwendung in der Schwingungsmesstechnik. Nach Vorstellung einführender Beispiele lernen die Teilnehmenden, wie stochastische Signale charakterisiert und messtechnisch erfasst werden können. Hierauf aufbauend wird die Beschreibung linearer Systeme im Zeit- und Frequenzbereich als Grundlage für die Signal- und Systemanalyse mit stochastischen Signalen erläutert. Das praktische Arbeiten mit Zufallsschwingungen in der Schwingungsmesstechnik wird anhand von Beispielen zu Korrelations- und Spektralanalysen vorgestellt.
Weiterhin werden Beispiele zur Messung von Impuls- und Frequenzantwort mit breitbandigen stochastischen Signalen behandelt. Kleine Demonstrationen ermöglichen einen Einblick in das praktische Messen und Bewerten von Rauschsignalen. Die Teilnehmenden erhalten einen Einblick in die Modalanalyse bei stochastischer Anregung sowie in die Identifikation dynamischer Systeme mit selbst-adaptiven digitalen Filtern. Kurze Hinweise zu Sensoren und Schwingerregern, zur digitalen Messwertverarbeitung und Analyse von Messdaten runden das Seminar ab.
Sie lernen in diesem Seminar, wie Sie:
- Für Zufallsschwingungen typische Phänomene erkennen und messen.
- Zufallsschwingungen mit Hilfe geeigneter Kenngrößen und Kennfunktionen charakterisieren können.
- Das Schwingungsverhalten linearer Systeme bei stationärer Breitbandanregung im Zeit- und Frequenzbereich beschreiben können.
- Impuls- und Übertragungsfunktionen mit Zufallsschwingungen bestimmen können.
- Zufallsschwingungen in der praktischen Schwingungsmesstechnik für Korrelations- und Spektralanalysen einsetzen können.
- Stationäre Breitbandanregungen für die experimentelle Modalanalyse sowie die Identifikation dynamischer Systeme mit selbst-adaptiven digitalen Filtern nutzen können.
Top-Themen
- Charakterisierung von Zufallsschwingungen im Zeit- und Frequenzbereich
- Schwingungsverhalten linearer Systeme bei stationärer Breitband-
anregung - Auto- und Kreuzkorrelation mit Zufallsschwingungen
- Impuls- und Frequenzantwort bei Rauschanregung
- Modalanalyse mit stochastischer Anregung
- Systemidentifikation mit adaptiven Filtern
Programm
Ein detaillierter Blick auf die Inhalte des Seminars "Zufallsschwingungen - verstehen, messen und analysieren":
1. Tag 10:00 bis 17:30 Uhr
2. Tag 09:00 bis 15:00 Uhr
Beispiele und Bedeutung von Zufallsprozessen
- Einfluss stochastischer Fahrbahnprofile auf Aufbauschwingungen
- Kabinenlärm infolge turbulenter Grenzschicht
- Wandler-Rauschen in Messsystemen
- Auslegung einer Schwingungsisolationen
Beschreibung stochastischer Prozesse durch Zufallsgrößen und -funktionen
- Zufällige Ereignisse, Wahrscheinlichkeit und Wahrscheinlichkeitsdichte
- Mittelwerte, Momente und charakteristische Funktionen
- Normalverteilung und Verteilungsdichte der Funktion von Zufallsgrößen
Zufallsschwingungen linearer Systeme im Zeit- und Frequenzbereich
- Darstellung linearer zeitinvarianter Systeme im Zeit- und Frequenzbereich
- Korrelationsfunktion und Spektraldichten bei stationärer Breitbandanregung
- Schwingungsverhalten linearer Systeme bei stationärer Breitbandanregung
Hinweise zur Schwingungsmesstechnik, digitalen Messwertverarbeitung und Analyse der Messdaten
- Funktionsweise typische Sensoren und Schwingerreger
- Digitale Messwertverarbeitung und Fehlerquellen
- Verfahren zur Analyse der Messdaten im Frequenzbereich
- Demonstration von Zufallsschwingungen im Experiment
Arbeiten mit Zufallsschwingungen in Korrelations- und Spektralanalysen
- Signalwiedererkennung und Laufzeitbestimmung mittels Auto- und Kreuzkorrelationsanalyse
- Bestimmung von Impulsantworten und Übertragungsfunktionen mit stochastischen Signalen
- Effekt von rauschartigen Störungen an Sensor- und Anregungspunkt in der Schätzung von Übertragungsfunktionen
Modalanalyse mit stationärer Breitbandanregung
- Grundgedanken der Modaltheorie
- Hinweise zur experimentellen Modalanalyse mit stationärer Breitbandanregung:
- Anregungs- und Antwortspektren, Amplituden- und Phasenfrequenzgänge, Modale Dämpfung
- Abgrenzung von Modal- und Betriebsschwingformanalyse
Systemidentifikation mit selbst-adaptiven Filtern und Rauschanregung
- Nachbildung analoger Systeme mit diskreten Filtern
- Selbst-adaptive FIR-Filter
- Hinweise zur Systemidentifikation mit selbst-adaptiven Filtern und Rauschanregung:
- Lernkurve, diskrete Impulsantwort, Bode-Diagramm
Zielgruppe
Angesprochen sind Ingenieur*inne und Fachkräfte aus
den Bereichen:
- Entwicklung und Konstruktion
- Berechnung, Simulation und Versuch
- Mess- und Prüftechnik
- Systemintegration und Zustandsüberwachung
- Umweltsimulation und -prüfung
- Angewandte Forschung
Ihre Seminarleitung – Spezialist in den Lehr- und Forschungsgebieten zur Adaptronik und Strukturdynamik sowie in der Nichtlinearen Festkörpermechanik
Prof. Dr.-Ing. habil. Thomas Kletschkowski, Department Fahrzeugtechnik und Flugzeugbau, Fakultät Technik und Informatik, Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg
Prof. Dr.-Ing. habil. Thomas Kletschkowski studierte an der Technischen Universität Berlin Physikalische Ingenieurwissenschaft mit den Schwerpunkten Kontinuums- und Strukturmechanik, Schwingungstechnik und Dynamik sowie Mathematische Methoden der Ingenieurwissenschaften.
Nach Promotion in der nichtlinearen Kontinuumsmechanik und anschließender Habilitation für das Fachgebiet Mechatronik, jeweils an der Helmut-Schmidt-Universität Hamburg, setzte er seine wissenschaftliche Laufbahn am Department Fahrzeugtechnik und Flugzeugbau der HAW Hamburg fort, an der er Adaptronik und Strukturdynamik in Lehre und Forschung vertritt.
Thomas Kletschkowski ist Mitglied der Deutschen Gesellschaft für Akustik (DEGA) sowie im Redaktionsbeirat des Akustik-Journals der DEGA.
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